Способ раздельного определения нитроанилинов в воздушной смеси с толуидинами

Авторы патента:

G01N27/12 - твердого тела в зависимости от абсорбции текучей среды, твердого тела; в зависимости от реакции с текучей средой

G01N27 - Исследование или анализ материалов с помощью электрических, электрохимических или магнитных средств (G01N 3/00-G01N 25/00 имеют преимущество; измерение переменных электрических или магнитных величин и исследование электрических или магнитных свойств материалов G01R)

Использование: в аналитической химии органических соединений и может быть применено при анализе газовых выбросов предприятий по производству анилинокрасочной продукции и боеприпасов. Сущность: для модификации электродов пьезокварцевого сенсора применяют толуольный или ацетоновый раствор триоктиламиноксида или полиэтиленгликоля марки 2000, при этом масса нанесенной пленки составляет 5-7 мкг. Технический результат изобретения заключается в определении нитроанилинов в воздушной смеси с толуидинами, снижении пределов обнаружения, повышении воспроизводимости определения и ускорении анализа. 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений (обнаружение и анализ) и может быть применено при анализе газовых выбросов предприятий по производству анилинокрасочной продукции и боеприпасов.

Аналогом предлагаемого способа может служить определение изомеров нитроанилинов в воздухе, основанное на диазосочетании с

-нафтолом в щелочной среде, и суммарное определение толуидинов в воздухе, основанное на образовании азокрасителей при диазосочетании толуидинов с динатриевой солью 2-нафтол-3,6-дисульфокислоты (R-соль) [Технические условия на методы определения вредных веществ в воздухе. - М.: Рекламинформбюро ММФ. - Вып. X. - 1977. - 117 c. ] . Недостатками известного способа являются необходимость отбора пробы, длительность и низкая селективность анализа, мешающее влияние других первичных проматических аминов.

Для определения органических веществ в воздухе известен способ пьезокварцевого микровзвешивания с предварительной модификацией электродов [Sensors materials, technology, state of the art and future trends / Audeh S. A., Munfer P.J., Regtien P.P., Wolffenburrel R.F. // Adv. Mater. Technol. Monitor. - 1989. - 14. - P.1-70].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототип) является способ определения анилина, м-толуидина, фенола, толуола и н. бутилового спирта в воздухе методом пьезокварцевого микровзвешивания с применением модифицированных электродов толуольными растворами полистирола и (или) триоктиламиноксида [Патент 2163374, Россия, МПК 7 G 01 N 27/12, Н 01 L 41/22, В 01 J 20/30. Способ создания модификатора электродов пьезокварцевого резонатора для определения паров органических веществ в воздухе. / Я.И. Коренман, Т. А. Кучменко, Н.Ю. Страшилина (Россия). Л. Раякович, Д. Антонович (Югославия). - 2000101080/12; Заявлено 12.01.2000; Опубл. 20.02.2001, Бюл. 5 // Изобретения. - 2001. - 5].

Недостатком метода является невозможность определения нитроанилинов вследствие низкой чувствительности пленочного покрытия по отношению к определеляемым веществам.

Технической задачей изобретения является определение нитроанилинов в воздушной смеси с толуидинами, снижение пределов обнаружения и повышение воспроизводимости определения, ускорение анализа.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом способе определения нитроанилинов в воздушной смеси с толуидинами, включающем модификацию электродов сенсора раствором сорбента, пьезокварцевое детектирование и регенерацию модификатора сенсора, новым является то, что для модификации электродов сенсора применяют толуольные или ацетоновые растворы полиэтиленгликоля марки 2000 (ПЭГ-2000) или триоктиламиноксида, нанесенные пленкой массой 5-7 мкг.

Положительный эффект по предлагаемому способу достигатся за счет нанесения толуольного раствора триоктиламиноксида (ТОАО) и оптимизации условий сорбции (масса и растворитель модификатора).

Способ заключается в том, что пробу воздуха, содержащую пары нитроанилинов и толуидинов, помещают в ячейку детектирования с закрепленным сенсором, электроды которого предварительно модифицируют и сушат. В результате сорбции на модификаторе в течение 15 мин происходит изменение собственной частоты вибрации резонатора

F_c, которая является аналитическим сигналом и связана с концентрацией определяемых веществ в пробе воздуха. Концентрацию о-нитроанилина в смеси с о- (1), м- (2) и n- (3) толуидинами; м-нитроанилина с о- (1), м- (2) и n- (3) толуидинами; n-нитроанилина в смеси с о- (1), м- (2) и n- (3) толуидинами находили по градуировочному графику (см. чертеж). Анализируемую воздушную смесь составляли путем взвешивания (нитроанилины и n-толуидин) с учетом плотности (о- и м-толуидины), в приготовленной смеси массовые соотношения компонентов составляли 10:90; 50:50 и 90:10% для нитроанилинов и толуидинов соответственно.

ПРИМЕРЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА Пример 1. На обе стороны пьезокварцевого сенсора АТ-среза с Ag-электродами с собственной частотой вибрации 8 МГц микрошприцем наносили 3-4 мкл толуольного раствора ТОАО с концентрацией 1 мкг/мкл. Пленку сушили в сушильном шкафу в течение 2 ч при 45

5^oС. При такой обработке сенсора масса пленки модификатора составляет 5-7 мкг. Сенсор охлаждали до комнатной температуры в эксикаторе над слоем осушителя.

После закрепления сенсора в ячейке детектирования измеряли нулевой сигнал с пленкой модификатора. В ячейку вводили анализируемую пробу, после чего регистрировали частоту вибрации резонатора. Регенерацию модификатора электродов проводили в сушильном шкафу в течение 10 мин при 45

5^oС.

Продолжительность анализа, включая модификацию электродов и регенерацию сорбента, составляет 2,1-2,5 ч; при повторных циклах сорбция - десорбция - 25 мин.